2015 Fiscal Year Research-status Report
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26870717
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| Research Institution | Ryukoku University |
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Principal Investigator |
松田 時宜 龍谷大学, 理工学部, 助教 (30389209)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 酸化物半導体 / プラズマ / 格子欠陥 / 電子スピン共鳴 / 薄膜トランジスタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新規酸化物半導体デバイス作製のために電子スピン共鳴法(ESR)による格子欠陥の評価を推進した。
InGaZnO4(IGZO)などの酸化物半導体粉末にプラズマによって導入される格子欠陥をESRによって評価した。IGZOには二種類のESR信号が検出されることが明らかとなった。
また、それらの熱安定性を評価することによって、IGZOの主成分であるGa2O3, In2O3, ZnOとは異なる特性を示すことが明らかになった。
これらの酸化物半導体中に導入される格子欠陥に関する知見を基礎として、薄膜の格子欠陥の評価を進めた。具体的には、格子欠陥の薄膜形成時の条件による生成メカニズムの評価を行った。その結果、IGZOは成膜時の条件によって異なる格子欠陥を生成することが明らかになった。
また、新規酸化物半導体デバイスの形成を目指した材料開発を行った。インジウムを含まない新規酸化物半導体材料を見出し、その物性を評価した結果、ワイドバンドギャップであり、可視光において透明であることが明らかになった。さらに、本酸化物半導体について、RFマグネトロンスパッタリング法で成膜する条件によってシート抵抗を制御することに成功した。本材料科を半導体層として用いた薄膜トランジスタの形成に成功し、良好な伝達特性を示すことが確認できた。RFマグネトロンスパッタリング法によって新たに形成されたスズ系の酸化物半導体薄膜トランジスタは、先行材料に匹敵する特性を示すことが確認できた。また、有機金属錯体を用いたミストCVD装置を導入し、半導体薄膜の形成を行うことに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新規酸化物半導体デバイス作製のために電子スピン共鳴法(ESR)による格子欠陥の評価を推進した。
InGaZnO4(IGZO)などの酸化物半導体粉末にプラズマによって導入される格子欠陥をESRによって評価した。IGZOには二種類のESR信号が検出されることが明らかとなった。
また、それらの熱安定性を評価することによって、IGZOの主成分であるGa2O3, In2O3, ZnOとは異なる特性を示すことが明らかになった。
これらの酸化物半導体中に導入される格子欠陥に関する知見を基礎として、薄膜の格子欠陥の評価を進めた。具体的には、格子欠陥の薄膜形成時の条件による生成メカニズムの評価を行った。その結果、IGZOは成膜時の条件によって異なる格子欠陥を生成することが明らかになった。
また、新規酸化物半導体デバイスの形成を目指した材料開発を行った。インジウムを含まない新規酸化物半導体材料を見出し、その物性を評価した結果、ワイドバンドギャップであり、可視光において透明であることが明らかになった。さらに、本酸化物半導体について、RFマグネトロンスパッタリング法で成膜する条件によってシート抵抗を制御することに成功した。本材料科を半導体層として用いた薄膜トランジスタの形成に成功し、良好な伝達特性を示すことが確認できた。RFマグネトロンスパッタリング法によって新たに形成されたスズ系の酸化物半導体薄膜トランジスタは、先行材料に匹敵する特性を示すことが確認できた。また、有機金属錯体を用いたミストCVD装置を導入し、半導体薄膜の形成を行うことに成功した。
以上のように、本研究ではIGZOの格子欠陥の評価を進めることに加えて、新材料のデバイス評価を行うことにも成功しているため、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得られた酸化物半導体中に導入される格子欠陥に関する知見を基礎として、IGZO薄膜の格子欠陥の評価をさらに推進する。
具体的には、薄膜形成時の条件によって異なる格子欠陥の種類と、デバイス特性との対応をつけ、最終的なデバイス特性の向上への道筋をつけたいと考えている。
また、本研究では新規酸化物半導体材料を用いた薄膜トランジスタの形成にすでに成功している。本材料は現段階ですでにIGZOと同等レベルの特性を示すことが明らかとなっているが、材料としてのさらなる可能性を引き出すため、より高性能なデバイス形成を目指した研究を進める。
また、良好な伝達特性の各種電圧ストレス、加熱時の特性試験、光ストレス下の特性試験を進める。これにより、新規酸化物半導体デバイスの実用化を目指した研究・開発を推進することができる。
これらの新しい結果を学会・論文において発表し、今後の研究・開発を推進する足掛かりとしたいと考える。
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| Causes of Carryover |
当初計画を効率的・効果的に進めた結果、直接経費を節約できた。
また、研究の進捗により最近になって新たな成果を得ることができた。
したがって、今後論文投稿、学会発表を積極的に行う必要があるため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究の推進に応じて消耗品などを購入する。
また、研究の発表を行うための学会出張費、登録料、投稿料などとして用いる予定である。すでに海外での国際会議として、現在決まっている招待講演がリストに示したように2件ある。また、論文を数件投稿する際の投稿料として使用する予定である。
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